[發(fā)明專利]一種對流換熱的真空管太陽能熱水器及其控制方法

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• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111964277A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 侯亞平;范存波;劉洪輝
• 申請（專利權）人: 江蘇浴普太陽能有限公司
• 主分類號: F24S10/40
• 分類號: F24S10/40;F24S10/75;F24S50/00;F24S80/30
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 席卷

1.一種對流換熱的真空管太陽能熱水器，其特征在于：包括水箱（1）以及與水箱（1）連通的多個真空管（2），所述多個真空管（2）平行且對應設置；

所述水箱（1）包括箱體（11）以及置于箱體（11）一側的進水管（12）、置于箱體（11）另一側的出水管（13），所述進水管（12）的一端連接有循環(huán)組件（14），所述循環(huán)組件（14）包括與進水管（12）連通的第一管路（141）、第二管路（142）；所述第一管路（141）上分別向多個真空管（2）開口端處延伸有分管（143）；所述第二管路（142）的一端向一側垂直延伸有第一出水分管（144）以及向另一側垂直延伸有第二出水分管（145）；

所述真空管（2）由金屬內管（21）以及玻璃外管（22）熔接而成，所述金屬內管（21）與玻璃外管（22）之間為真空層（23），真空管（23）內具有傾斜設置的導流板（24），所述導流板（24）將真空管（23）分為冷水艙（25）和熱水艙（26），所述冷水艙（25）的寬度由真空管（23）的開口端向底端方向逐步遞減，所述熱水艙（26）的寬度由真空管（23）的開口端向底端方向逐步遞增，同時分管（143）伸入熱水艙（26）的開口端內，所述導流板（24）的下端向著熱水艙（26）平滑延伸有導流部（27），所述導流部（27）為開口朝向熱水艙（26）的圓弧狀結構，所述導流板（27）的側端與金屬內管（21）的內壁之間設有多個翅片（28），所述多個翅片（28）由上至下分布，所述翅片（28）呈圓弧狀結構，所述冷水艙（25）內的翅片（28）的開口朝向真空管（2）的底端設置，所述熱水艙（26）內的翅片（28）的開口朝向真空管（2）的開口端設置，所述金屬內管（21）的內壁底部具有螺旋面（29）。

2.根據權利要求1所述一種對流換熱的真空管太陽能熱水器，其特征在于：所述水箱（1）內的水由上至下經過冷水艙（25）內的翅片（28）形成渦流狀結構，再經過螺旋面（29）導流由下至上向熱水艙（26）內的翅片（28）流動。

3.根據權利要求2所述一種對流換熱的真空管太陽能熱水器，其特征在于：所述第一出水分管（144）水平分布，且所述第一出水分管（144）的一端向上設置，所述第一出水分管（144）的另一端向下設置；所述第二出水分管（145）水平分布，且所述第二出水分管（145）的一端向前設置，所述第二出水分管（145）的另一端向后設置。

4.根據權利要求3所述一種對流換熱的真空管太陽能熱水器，其特征在于：所述進水管（12）上設有第一閥門（15），所述出水管（13）上設有第二閥門（16），所述進水管（12）位于水箱（1）內部具有循環(huán)泵（17），所述第一管路（141）上設有第三閥門（18），所述第二管路（142）上設有第四閥門（19），所述箱體（11）內壁上設有溫度傳感器（120），所述箱體（11）內具有液位儀（121），所述箱體（11）外部設有控制單元，所述控制單元分別與第一閥門（15）、第二閥門（16）、循環(huán)泵（17）、第三閥門（18）、第四閥門（19）、溫度傳感器（120）以及液位儀（121）電連接。

5.一種利用權利要求4所述對流換熱的真空管太陽能熱水器的控制方法，其特征在于：具體步驟包括如下：

S1、所述液位儀（121）將檢測到水箱（1）內部的液位高度信息傳遞給控制單元，控制單元對該高度信息值與系統(tǒng)內部的預定閾值進行分析比較，所述預定閾值包括上閾值和下閾值；

S2、如果液位儀（121）檢測到的高度信息值大于下閾值，控制單元向第一閥門（15）發(fā)出關閉的信號指令，此時控制單元向溫度傳感器（120）發(fā)出檢測指令，并將溫度傳感器（120）檢測到的溫度信息值與系統(tǒng)內部的預定溫度值進行分析比較，所述預定溫度值包括上溫度值和下溫度值，如果溫度傳感器（120）檢測到的溫度信息值在上溫度值與下溫度值之間，則向第三閥門（18）、第四閥門（19）發(fā)出關閉的信號指令，如果溫度傳感器（120）檢測到的溫度信息值小于下溫度值時，向第三閥門（18）、第四閥門（19）以及循環(huán)泵（17）發(fā)出開啟的信號指令，第一管路（141）的各個分管（143）對真空管（2）內的熱水進行加壓抽取，并依次經過第一管路（141）、第二管路（142）向第一出水分管（144）、第二出水分管（145）向水箱（1）內部各個方向進行流射，由于熱水水溫升高，密度減小，并向水箱（1）上部進行運動，冷水逐步下降至各個真空管（2）的冷水艙（25）的開口端處，冷水由上至下經過冷水艙（25）內的翅片（28）形成渦流狀結構，再經過螺旋面（29）導流由下至上向熱水艙（26）內的翅片（28）流動，經循環(huán)泵（17）加壓流向第一出水分管（144）、第二出水分管（145），循環(huán)往復，直至溫度傳感器（120）檢測到的溫度信息值達到上溫度值，則停止運行；

S3、如果液位儀（121）檢測到的高度信息值小于等于下閾值，控制單元向第一閥門（15）、第四閥門（19）、循環(huán)泵（17）發(fā)出開啟指令，向第三閥門（18）發(fā)出關閉指令，水經過進水管（12）、第二管路（142）流向第一出水分管（144）、第二出水分管（145），實現對水箱（1）的加水，直至液位儀（121）檢測到的高度信息值等于上閾值時，控制單元停止運行，繼而開始重復步驟S2；

S4、控制單元收到出水的信號指令時，向第二閥門（16）發(fā)出開啟的信號指令，向第一閥門（15）、第三閥門（18）、第四閥門（19）以及循環(huán)泵（17）發(fā)出關閉的信號指令。